• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권2호
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• pp.129-136
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• 2016

부유식 해양 구조물은 계류선을 이용하여 다양한 종류의 환경하중에 따른 표류를 방지하게 된다. 따라서 구조물의 초기 설계 단계에서 신뢰성 있는 계류선의 설계는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 하지만 다양한 해양의 하중 조건을 견딜 수 있도록 설계된 계류선이라 하더라도 극한 조건의 하중이나 오랜시간 반복된 피로 하중으로 인하여 파손되는 경우가 발생하기도 한다. 일부 계류선의 파손은 잔여 계류선의 장력 변화를 야기하여 경우에 따라서는 전체 구조물의 점진적인 파손을 초래한다. 본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 복합발전 구조물에 연결된 12개의 계류선 중 일부가 손상된 경우의 구조물의 과도 응답을 시간 영역의 수치 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 이를 통하여 일부 계류선 손상 시 전체적인 구조물의 거동 변화 및 잔여 계류선의 장력 변화를 확인하였다.

• 신재생에너지
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• 제17권3호
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• pp.16-23
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• 2021

Recently, the Korean government announced a plan to activate renewable energies, with focus on clean energy sources such as solar and wind power as the core and the goal of achieving carbon neutrality by 2050. Unlike other photovoltaic (PV) systems, offshore PV installations are advantageous for large-scale expansion because of the ease of securing sites; they also enable lowering the power generation costs based on construction of large-scale power facilities of megawatt class or higher owing to low noise and landscape damage. However, any power generation should proceed with consideration of the special environmental conditions of the ocean. Above all, when installing large-scale facilities, it is important to reduce fluctuations of the structure and secure stability to actively respond to waves. This study is concerned with the development of a floating body technology that actively responds to waves so as to enable commercialization of offshore solar power. A unit platform for research and development on offshore PV generation was installed in the Saemangeum sea, and the structural fluctuations and stability were analyzed to ensure conformity with the major performance indicators.

• 한국해양공학회지
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• 제26권2호
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• pp.48-57
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• 2012

This paper deals with numerical analyses in the context of estimations of hydrodynamic motions and dynamic loads for a floating type offshore platform using some exclusive simulation code such as code for the simulation of a floating type of offshore crane based on multi-body dynamics, along with the commercial code AQWA. Verifications of numerical models are carried out by comparing the RAO results from the simulation code. In the verification analyses, hydrodynamic motions are examined in the frequency domain for the floating type offshore platform according to the mooring lines. Both the hydrodynamic motions and dynamic loads are estimated for floating type offshore platforms equipped with the catenary type and taut mooring lines. A review and comparison are carried out for the numerically estimated results. The structural safety of the connection parts in an offshore structure such as a floating type offshore platform is one of the most important design criteria in view of fatigue life. The dynamic loads in the connecting area between a floating type offshore platform and its mooring lines are estimated in detail according to variations in the mechanical properties of the mooring lines. The dynamic tension load on the mooring lines is also estimated.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권spc호
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• pp.11-17
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• 2022

본 논문에서는 해상 위험유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS) 사고의 효과적인 대응을 위해 개발된 부유식 무인이동체기반 광역탐지 및 모니터링 시스템의 운용 시나리오 설계와 실험 검증 내용을 보인다. 광역탐지 및 모니터링 시스템은 장시간 운용이 가능하되 제한적 이동이 가능한 무계류형 부이 형태를 갖는 부유식 무인이동체 플랫폼을 기반으로 개발되었으며 임무 수행에 필요한 열화상 카메라, 레이더, 부유 및 대기 HNS의 탐지를 위한 센서가 탑재되었다. 실험 검증 과정에서는 탐지 센서 성능을 야외 환경에서 실험적으로 검증하기 위해 이동식 가스 유출 시스템(Portable Gas-exposure System, PGS)을 추가로 설치하였다. 무인 시스템의 원격 및 자율 운용을 위해 전체 운용 소프트웨어는 로봇운영체제(Robot Operating System, ROS) 프레임워크를 기반으로 통합되었다. 내수면 및 실해역에서의 실험을 통해 개발된 시스템의 운용 및 활용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권2호
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• pp.84-90
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• 2016

In this study, a six degree-of-freedom motion analysis of a wind-wave hybrid platform equipped with numerous wave energy converters (WECs) was carried out. To examine the effect of the WECs on the platform, an analysis of one-way coupling was carried out, which only considered the power take-off (PTO) damping of the static WECs on the platform. The equation of motion of a floating platform with mooring lines in the time domain was established, and the responses of the one-way coupled platform were then compared with the case of a platform without any coupling effects from the WECs. The hydrodynamic coefficients and wave exciting forces were obtained from the 3D diffraction/radiation pre-processor code WAMIT based on the boundary element method. Then, an analysis of the dynamic responses of the floating platform with or without the WEC effect in the time domain was carried out. All of the dynamics of a floating platform with multiple wind turbines were obtained by coupling FAST and CHARM3D in the time domain, which was further extended to include additional coupled dynamics for multiple turbines. The analysis showed that the PTO damping effect on platform motions was negligible, but coupled effects between multiple WECs and the platform may differentiate the heave, roll, and pitch platform motions from the one without any effects induced by WECs.

• 한국해양공학회지
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• 제10권3호
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• pp.153-161
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• 1996

This paper presents a design method of dynamic positioning control system for floating platform with rotatable and retractable thruster using $H_{\infty}$ control technique. The norm band of uncertainty is captured by multiplicative perturbation between nominal model and reduced order model. A controller robust to the uncertainty is designed applying $H_{\infty}$ synthesis. The control law satisfying robust stabillity and nominal performance condition is determined through the mixed sensitivity approach. The evaluation for the resultant controller obtained by $H_{\infty}$ synthesis is done through simulations of the closed loop system. The results of $H_{\infty}$ synthesis are compared to those of the traditional LQ synthesis method.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.437-442
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• 1996

The paper presents a design method of dynamic positioning control system for floating platform with rotatable and retractable thruster using $H_{\infty}$control technique. The norm band of uncertaintyis captured by multiplicative perturbation between nominalmodel and reduced order model. A controller robust to theuncertainty is designed applying $H_{\infty}$synthesis. The control law satisfying robust stability and nominal performance condition is determined through the mixed sensitivity approach. The evaluation for the resultant controller obtained by $H_{\infty}$synthesis is done through simulations of the closed loop system. The results of $H_{\infty}$synthesis are compared to those of the traditional LQ synthesis method. method.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권1호
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• pp.1-14
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• 2017

A series of coupled time domain simulations considering stochastic waves and wind based on five 1-h time-domain analyses are performed in normal operating conditions. Power performance and tower base Fore-Aft bending moment and pitching motion response of the floating spar-buoy wind turbine with 2 MW direct-drive PMSG have been analyzed by using HAWC2 that account for aero-hydro-servo-elastic time domain simulations. When the floating spar-buoy wind turbine is tilted in the wind direction, maximum of platform pitching motion is close to $4^{\circ}$. Statistical characteristics of tower base Fore-Aft bending moment of floating spar-buoy wind turbine are compared to that of land-based wind turbine. Maximum of tower base Fore-Aft bending moment of floating spar-buoy wind turbine and land-based wind is 94,448 kNm, 40,560 kNm respectively. This results is due to changes in blade pitch angle resulting from relative motion between wave and movement of the floating spar-buoy wind turbine.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.112-113
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• 2021

하천으로 유입되는 오염물질은 유수의 흐름에 따라 이송되며 혼합된다. 이러한 오염물질의 해석을 위해서는 확산 또는 분산계수 산정이 필요하다. 오염물질의 거동과 관련된 실험적 연구는 방사선 동위원소와 형광성 물질을 이용하여 수행되어 왔으나, 추적자 실험은 많은 비용 및 인력을 요하며, 고정식으로 설치한 계측장비로부터 수집한 시계열 농도자료만을 이용하여 분석하기 때문에 공간적 분포에 대한 자료 취득은 어렵다는 한계가 있다. 하천의 오염물질을 모니터링하기 위해서는 공간을 이동하는 입자의 관점에서 물리량을 표현하는 Lagrangian 방식보다 특정 위치에서 물리량 변화를 표현하는 Eulerian 방식이 적합하다. 그러나 드론을 활용한 하천원격탐사 연구의 대부분은 이동식 플랫폼으로 활용되어 특정 시간에 공간적 분광특성의 분포 파악이 한정적이며, 동일 지점에서 분광특성의 시간적 변화를 파악할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 면단위를 측정하는 이동식 플랫폼의 한계를 극복하고 하천 모니터링에 적합한 Eulerian 방식을 적용하기 위하여 CCTV 형태의 고정식 초분광촬영 플랫폼을 도입하였다. 본 연구에서는 하천으로 유입되는 오염물질의 거동을 분석하기 위하여 자연하천에서 형광성물질인 Rhodamine WT를 이용하여 추적자 실험을 수행하였으며, 접촉식 센서를 활용한 농도측정과 동시에 드론과 초분광센서를 활용하여 CCTV 형태의 고정식 초분광영상을 획득하였다. 실험결과 도출된 전통적인 방식의 분산계수 산정과 시공간 초분광영상을 활용한 분산계수 산정을 비교하여 오염물질 거동 분석에 초분광영상 활용의 가능성을 검토하였다. 본 연구에서 제시한 드론기반 시공간 초분광영상 기법을 교량이나 기타 하천구조물에 초분광 센서를 설치하여 CCTV형식으로 활용할 경우, 공단이나 하·폐수 처리장 등의 점오염원이 밀집해 있는 지역에 직접 설치하여 화학사고의 감지 및 오염물질의 유출 확인 및 조류, 부유사 등의 다양한 수질항목의 농도 변화 감지가 가능하고, 수심변화 감지로 장기적으로 활용할 경우 특정 지점에서의 하상변동 조사가 가능하다. 또한, 오염물질의 유출 사고 발생 등의 사람이 직접 접근이 불가능한 지역에 드론을 활용하여 초분광센서를 이용한 오염물질 감지가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권1호
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• pp.9-20
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• 2018

The present study deals with the conceptual design of a motion reduction device for a floating wave-offshore wind hybrid power generation platform. A damping plate attached to the bottom of a column of a large semi-submersible is introduced to reduce the motion of the platform. Performance analyses on various shapes and configurations of damping plates were performed using the potential flow solver, and the appropriate configuration and size of the damping plate were selected based on the numerical results. In order to see the effect of viscous damping, a small scale model test was performed in a 2D wave flume. The performances of five different damping plates were measured and discussed based on the results of free decay tests and regular wave tests.